CN203490367U - 雷达引导光电瞄准跟踪装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种雷达引导光电瞄准跟踪装置，包括计算机、雷达信号接收处理器、驱动器、雷达、光电伺服转台和安装在所述光电伺服转台上面的光电设备；计算机分别连接雷达信号接收处理器和驱动器；所述计算机的第一输入输出接口通过所述雷达信号接收处理器与所述雷达连接；所述计算机的第二输入输出接口通过所述驱动器与所述光电伺服转台连接。雷达引导光电瞄准跟踪装置应用数学模型，对二坐标目标位置数据进行解算，得到光学视线瞄准线指向，从而引导光电设备引向目标；能够自动高效的实现雷达和光电设备的协同工作，从而准确高效的实现对目标物体的探测、跟踪、识别和监视。

Description

雷达引导光电瞄准跟踪装置

技术领域

本实用新型涉及一种跟踪装置，具体涉及一种雷达引导光电瞄准跟踪装置。

背景技术

现有技术中，在对海上目标探测、跟踪、识别和监视时，雷达和光电设备二者独立工作，具体的，首先由雷达探测目标区域，当雷达探测到目标物体的位置信息后，将该位置信息显示到显示屏幕上；操作人员通过观察显示屏幕，获知目标物体的位置信息，然后在该位置信息的指导下，操作人员手动不断调整光电设备的拍摄方向，使光电设备对准目标物体，通过操控光电设备对目标物体拍摄，最终获得目标物体的图像信息，完成对目标物体识别的目的。

上述对海上目标探测、跟踪、识别和监视的过程中，通过操作人员手动操作完成雷达与光电设备的协同工作，具有协同效率差的缺陷；进而无法准确对目标物体进行跟踪和识别。

实用新型内容

针对现有技术存在的缺陷，本实用新型提供一种雷达引导光电瞄准跟踪装置，能够准确高效的实现对目标物体的探测、跟踪、识别和监视。

本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型提供一种雷达引导光电瞄准跟踪装置，包括计算机、雷达信号接收处理器、驱动器、雷达、光电伺服转台和安装在所述光电伺服转台上面的光电设备；所述计算机的第一输入输出接口通过所述雷达信号接收处理器与所述雷达连接；所述计算机的第二输入输出接口通过所述驱动器与所述光电伺服转台连接。

优选的，所述光电伺服转台为两轴光电伺服转台，包括俯仰轴和方位轴；所述驱动器包括俯仰驱动器和方位驱动器；所述俯仰驱动器与所述俯仰轴连接，所述方位驱动器与所述方位轴连接。

优选的，所述光电设备为摄像仪或红外跟踪仪。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型提供的雷达引导光电瞄准跟踪装置，应用数学模型，对二坐标目标位置数据进行解算，得到光学视线瞄准线指向，从而引导光电设备引向目标；能够自动高效的实现雷达和光电设备的协同工作，从而准确高效的实现对目标物体的探测、跟踪、识别和监视。

附图说明

图1为本实用新型提供的雷达引导光电瞄准跟踪装置的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型进行详细说明：

如图1所示，本实用新型提供的雷达引导光电瞄准跟踪装置包括计算机、雷达信号接收处理器、驱动器、雷达、光电伺服转台和固定安装在所述光电伺服转台上面的光电设备；所述计算机的第一输入输出接口通过所述雷达信号接收处理器与所述雷达连接；所述计算机的第二输入输出接口通过所述驱动器与所述光电伺服转台连接。其中，光电设备可以为摄像仪或红外跟踪仪。另外，光电伺服转台可以为两轴光电伺服转台，包括俯仰轴和方位轴；相应的，驱动器包括俯仰驱动器和方位驱动器；所述俯仰驱动器用于控制光电伺服转台的俯仰角度，所述方位驱动器用于控制光电伺服转台的方位。

本实用新型提供的雷达引导光电瞄准跟踪装置的工作过程为：

S1，雷达持续探测海上区域，持续获得目标物体在不同时间点的位置信息；其中，该位置信息包括目标物体距离雷达的距离信息和方位信息；

S2，雷达将探测得到的所述目标物体的位置信息发送给所述雷达信号接收处理器；所述雷达信号接收处理器对位于各个时间点的所述位置信息进行综合处理，获得所述目标物体的跟踪航迹信息；并将该目标物体的跟踪航迹信息发送给所述计算机；

获得目标物体的跟踪航迹信息的一般方法为：建立目标航迹数据库，根据数据库内存储的数据，达到目标航迹跟踪，但当检测范围内存在多个目标时，该种方法极易出错，造成目标丢失。本实用新型中，目标航迹跟踪分析处理方法中新增目标特征提取和目标编队技术，能够有效提高目标跟踪效率，既使当检测范围内存在多个目标，且航迹交叉时也能够准确跟踪目标。

经研究发现：最能反映目标特征的简练方法为：目标中心位置和目标模ρ角θ关系。具体的，采用自适应阈值方法对雷达接收到的各方位强度信号进行二值化处理，用微分算子方法提取目标边缘，依据边缘检测的数据和雷达接收的目标位置信息计算目标中心位置，依据目标中心位置和边缘检测结果取得目标模的最大值、最小值、平均值ρ_max、ρ_min、ρ_avg和角θ，根据ρ_max＝f₁(θ)、ρ_min＝f₂(θ)、ρ_avg＝f₃(θ)得到目标特征，再将特征不同、方向不同的目标编入到不同的编队中，边缘检测和目标特征技术大大缩减信息总量。由于相近编队的目标具有相近的属性，因此，目标的编队技术大大简化目标航迹跟踪的算法。而目标特征和航迹跟踪技术又可以有效防止目标丢失，提高跟踪效率。

S3，所述计算机对所述目标物体的跟踪航迹信息进行分析处理，获得光电设备的光学视线瞄准线指向命令；

具体的，由于雷达所提供的目标物体的跟踪航迹信息是二坐标或者经纬度数据，为平面极坐标形式，而不是三坐标数据，因此不能直接对光电设备进行引导。所以，本步骤中，计算机根据数学模型计算出光学视线瞄准线指向的X，Y，Z轴三向偏移量；进而引导光电设备连续、正确地跟踪目标。

另外，由于雷达和光电伺服转台安装在舰船的不同位置，所以，雷达和光电伺服转台安之间存在安装误差。本实用新型中，通过以下方式可以有效消除该安装误差：以安装左、右两个光电伺服转台为例，将与方位轴垂直的雷达俯仰轴水平面作为基准面，雷达俯仰轴与方位轴交点为原点，左、右光电伺服转台俯仰轴水平面和原点坐标偏差为Δ₁|ΔX₁ΔY₁ΔZ₁|，Δ₂|ΔX₂ΔY₂ΔZ₂|。因此实现了将雷达接收目标位置转换为光电装置跟踪目标准确位置。最后转换光电伺服转台俯仰角、方位角、调焦距离，将直角坐标系采用以下公式转换为球坐标系：

$\mathrm{\ρ}=\sqrt{x^2+y^2}$

$\mathrm{\θ}=\arctan \frac{x}{y+\mathrm{\Δy}}$

为避免分母为零，程序执行出现溢出情况，可采用下述处理方式：

$\mathrm{\θ}=\arctan \frac{x}{y+\mathrm{\Δy}}$

其中，Δy＞0且取值不能影响计算精度，例如可取Δy＝1×10^-8。

S4，所述计算机将所述光学视线瞄准线指向命令发送给所述驱动器，所述驱动器进而控制所述光电伺服转台的姿态，进而调整了安装在该光电伺服转台上的光电设备的方向，使光电设备不断瞄准跟踪目标物体；

S5，光电设备拍摄目标物体的图像，实现对目标物体跟踪和识别的目的。

由于雷达等传感器所提供的目标位置信息一般不是三坐标数据，常常是二坐标或者是经纬度数据，不能直接用于对光学设备进行引导，本实用新型提供的雷达引导光电瞄准跟踪装置，应用数学模型，对二坐标目标位置数据进行解算，得到光学视线瞄准线指向，从而引导光电设备引向目标；能够自动高效的实现雷达和光电设备的协同工作，从而准确高效的实现对目标物体的探测、跟踪、识别和监视。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本实用新型的保护范围。

Claims (1)

1.一种雷达引导光电瞄准跟踪装置，其特征在于，包括计算机、雷达信号接收处理器、驱动器、雷达、光电伺服转台和安装在所述光电伺服转台上面的光电设备；所述计算机的第一输入输出接口通过所述雷达信号接收处理器与所述雷达连接；所述计算机的第二输入输出接口通过所述驱动器与所述光电伺服转台连接；所述光电伺服转台为两轴光电伺服转台，包括俯仰轴和方位轴；所述驱动器包括俯仰驱动器和方位驱动器；所述俯仰驱动器与所述俯仰轴连接，所述方位驱动器与所述方位轴连接；所述光电设备为摄像仪或红外跟踪仪。